Аналитика

Основы подземного хранения природного газа

24 мая 2017, 14:16

Природный газ — бесцветный, без запаха, газообразный углеводород — может храниться несколькими различными способами. Как правило, его содержат в подземных хранилищах под давлением на трех типах объектов.

Это подземные сооружения, являются вместилищами, расположенными на нефтяных или газовых месторождениях, а также в водоносных горизонтах и в соляных пещерах.

Кроме того, природный газ хранится в жидкой или газообразной форме в наземных резервуарах.

Каждый тип хранилища имеет свои физические и экономические характеристики. К физическим характеристикам относятся: пористость, проницаемость, удерживающая способность. К экономическим характеристикам относятся: затраты на подготовку и обслуживание объекта, коэффициент транспортной доступности и пропускная способность. В зависимости от характеристик объекта, определяется целесообразность его использования в том или ином регионе. Двумя важнейшими характеристиками подземного хранилища являются: способность содержать в себе природный газ, пригодный для последующего использования, и пропускная способность — показатель, определяющий то, какое количество природного газа может быть изъято из хранилища на ежедневной основе.

Большая часть хранилищ природного газа в США представляют из себя истощенные нефтяные или газовые месторождения, расположенные недалеко от центров потребления. Использовать месторождения, на которых ранее добывалось сырье, в целях хранения природного газа, выгодно в связи с наличием на объекте уже пробуренных скважин, установленных сборочных систем и проведенных трубопроводов. Вследствие своей доступности, истощенные нефтяные или газовые месторождения являются наиболее популярным видом хранилищ природного газа.

В некоторых регионах, особенно в западной части Соединенных Штатов Америки, практикуется использование естественных водоносных горизонтов в качестве хранилищ природного газа. Водоносный горизонт подходит для хранения газа, если водоносная осадочная порода, составляющая сам водоносный горизонт, покрыта плотным слоем горной породы. Геологическая структура водоносных горизонтов схожа с истощенными нефтяными или газовыми месторождениями. Однако, для использования естественных водоносных горизонтов в качестве хранилища природного газа, обычно требуется большее количество базового (“подушечного”) газа. Кроме того, такого рода хранилища имеют меньшую пропускную способность. Повысить пропускную способность можно за счет применения активного водяного привода, который увеличит давление внутри резервуара.

В соляных пещерах средний показатель пропускной способности намного превышает их среднюю вместительность. Потребность в базовом газе достаточно низка. Большинство хранилищ в виде соляных пещер были разработаны в соляных купольных формациях, расположенных в регионе Gulf Coast. Некоторые соляные пещеры в северо-восточных, западных и юго-западных штатах США были превращены в слоистые солевые образования в результате процесса, называемого leaching (выщелачивание). Разработка соляных пещер стоит дороже, чем использование истощенных нефтяных или газовых месторождений, но окупается за счет возможности ежегодно осуществлять несколько циклов изъятия газа.

На рисунке 1 изображены различные виды подземных хранилищ природного газа. На рисунке 2 изображены регионы США, в которых расположены хранилища природного газа.

Рис. 1

Рис. 2

Владельцы и операторы хранилищ природного газа

В основном, владельцами и операторами подземных хранилищ являются международные и местные компании, имеющие во владении трубопроводы, а также местные распределительные компании (НРС) и независимые поставщики услуг хранения. В настоящий момент около 120 юридических лиц управляют 400 активными подземными хранилищами в 48 штатах. Если хранилище используется для межгосударственной торговли, оно подпадает под юрисдикцию Федеральной комиссии по регулированию энергетики (FERC). В противном случае, его деятельность регулируется на национальном уровне.

Владельцы и операторы хранилищ не обязательно являются собственниками хранимого газа. В действительности, этот газ, как правило, находится в аренде у грузоотправителей, распределительных компаний или принадлежит конечным потребителям. Вид юридического лица, владеющего или управляющего хранилищем, в определенной мере влияет на то, каким образом хранилище будет использоваться.

Например, международные компании, владеющие газопроводами, полагаются на подземные хранилища при управлении своей системой поставок. Правила FERC позволяют таким компаниям резервировать в указанных целях часть емкости хранилища. Тем не менее, основная часть емкости хранилищ сдается в аренду другим представителям отрасли. Внутригосударственные компании, владеющие газопроводами, используют хранилища в схожих целях (дополнительно — для оказания услуг клиентам).

В прошлом местные распределительные компании использовали подземные хранилища исключительно для оказания услуг клиентам. Однако, со временем, некоторые распределительные компании стали искать дополнительные возможности для приобретения выгоды путем предоставления подземных хранилищ иным пользователям. Делать это могут лишь распределительные компании, обладающие достаточно развитой распределительной системой и достаточным количеством хранилищ. Такие компании имеют возможность предоставлять часть вместимости хранилищ в аренду и, при этом, в полной мере удовлетворять запросы своих клиентов. При этом, данные сделки подлежат утверждению со стороны соответствующих государственных регуляторов.

Возможность передачи подземных хранилищ третьим лицам, а также ряд других факторов, включая рост числа электростанций, работающих на природном газе, обогатили некоторые предприятия. Многие соляные формации изначально проектировались для хранения газа независимыми компаниями, оказывающими услуги по хранению. Это были, как правило, небольшие компании, созданные предпринимателями, способными оценить потенциал такого рода специализированных объектов. Данные объекты служат, в основном, для удовлетворения потребностей третьих лиц, которые извлекают наибольшую выгоду из их характеристик — это, как правило, розничные продавцы и компании, занимающиеся производством электроэнергии.

История “открытого доступа” к вместительности хранилищ

До 1994 года, подотчетные юрисдикции FERC международные компании, управляющие газопроводами, имели право собственности на весь природный газ, транспортируемый через их системы. Сюда же относился и газ, содержащийся в хранилищах. Эти компании имели полный контроль над вместительностью и методом использования своих хранилищ. С изданием Приказа FERC № 636, появилась обязанность международных компаний управлять своими хранилищами только на основе открытого доступа. То есть, большая часть объема природного газа (за исключением газа, используемого оператором для поддержания работоспособности системы) должна быть доступна для аренды третьими лицами на справедливых условиях.

Сегодня помимо международных компаний, многие крупные распределительные компании и внутригосударственные компании, владеющие газопроводами, а также независимые операторы управляют хранилищами на основе свободного доступа. Принцип свободного доступа к хранилищам позволяет использовать их более разнообразно, чем просто как емкость для содержания природного газа или как резерв, используемый сезонно. Например, розничные торговцы и иные третьи лица могут транспортировать газ как в хранилища, так и из них (в соответствии с пропускной способностью хранилища и лимитами тарифов). Это необходимо в периоды изменений спроса — так собственники могут выбирать, когда продавать свой природный газ, а когда сберегать на будущее. В период повышения спроса — продают, а в период снижения спроса — сберегают. Кроме того, хранилище используется ими в совокупности с различными финансовыми инструментами (фьючерсы, опционы, контракты, свопы и т.д.) в целях извлечения максимальной выгоды в условиях изменчивой ситуации на рынке.

В свете последних изменений в отрасли хранения природного газа следует отметить, что наибольший рост показателей пропускной способности произошел среди таких видов хранилищ как соляные пещеры и истощенные нефтяные или газовые месторождения. Данные объекты имеют способность быть полностью опустошенными и затем наполненными вновь быстрее любых других видов хранилищ. Эта особенность делает их более подходящими для удовлетворения потребностей современных пользователей. С 1993 года дневной показатель пропускной способности существенно вырос. Тем не менее, традиционные виды хранилищ до сих пор играют весьма важную роль в газовой отрасли.

Статистика по подземным хранилищам природного газа

Управление энергетической информации США (EIA) собирает различные данные по вышеописанным хранилищам природного газа и публикует их в еженедельных, ежемесячных и ежегодных отчетах. EIA использует опросную форму Form EIA-912 для сбора данных по еженедельным показателям запасов природного газа как на уровне частных компаний, так и на региональном уровне. Формально в отчете приводятся данные по западному и восточному регионам страны. В октябре 2015 года EIA увеличило число исследуемых регионов и заменило их названия на другие, в большей степени отражающие место их расположения. Данные из опроса EIA-912 табелируются и публикуются еженедельно на региональном и национальном уровнях. Ежемесячный отчет EIA, который называется EIA-191, отражает данные по общему объему запасов природного газа, базового газа, а также показателям объемов изъятого из хранилищ газа отдельно по каждому из объектов. Данные из отчета EIA-191 публикуются на общегосударственном уровне в Natural Gas Monthly и Natural Gas Respondent Query System.

Основные показатели, используемые при оценке газовых хранилищ

Для количественной оценки основных характеристик подземного хранилища природного газа, используются несколько показателей.

Важно разграничивать такую характеристику хранилища как вместимость и характеристику самого природного газа, содержащегося в хранилище — уровень запасов.

Общая вместимость хранилища — это максимальный объем природного газа, который может содержаться в подземном хранилище в соответствии с его конструктивными особенностями. Этот показатель зависит от физических характеристик резервуара и типа установленного оборудования.

Общее количество газа — это объем природного газа, содержащегося в подземном хранилище на определенный момент времени.

Базовый (“подушечный”) газ — это природный газ, предназначенный для поддержания необходимого уровня давления во время цикла изъятия газа из хранилища.

Вместимость рабочего газа — этот показатель отражает максимальный объем газа в хранилище за вычетом базового газа.

Рабочий газ — это объем газа в резервуаре за вычетом базового газа. Рабочий газ используется для продажи на рынке.

Исполнимость — этот показатель выражается в объеме газа, который возможно изъять из хранилища на ежедневной основе. Как правило, данный показатель измеряется миллионами кубических футов газа в день (MMcf/d). Исполнимость каждого хранилища различна и зависит от таких факторов как объем природного газа в хранилище на определенный момент времени, конфигурации и пропускных способностей наземного оборудования, связанного с резервуаром, и ряда других факторов. Как правило, показатель исполнимости напрямую связан с количеством природного газа, содержащегося в хранилище. Чем больший объем газа содержится в хранилище, тем больше показатель исполнимости. Соответственно, когда газ изымается из хранилища, показатель исполнимости снижается.

Ни один из этих показателей не является постоянным или абсолютным. Они различаются на всех хранилищах. Общий показатель вместимости может быть различным как на временной так и на постоянной основе. Изменяются и показатели базового газа, рабочего газа и вместимости рабочего газа. Это происходит, например, когда оператор хранилища переквалифицирует одну категорию природного газа в другую, или вследствие установки новых скважин, оборудования, либо изменения оперативных методик. Кроме того, следует учитывать возможность изъятия не предназначенного для продажи газа из хранилищ в период особо повышенного спроса.

Распечатать / отправить по email / добавить в избранное

Комментарии

Новости IDK
ООО Информационные системы
Телефон: (495) 926-82-94Тех. поддержка: support@oilstat.ru